星体适配器被动隔振技术的模型化分析与研究

论文摘要

在运载火箭发射和升空阶段,卫星极易受到动力过载、热载、冲击、噪声等多种伪静态和动态载荷的影响,这些环境载荷不仅包含几十赫兹的低频结构振动,还包含几百到上千赫兹的中高频随机振动和声激振动,恶劣的动力学环境对卫星结构及天线、太阳帆板等精密器件都会产生十分不利的影响。整星隔振技术就是为解决星箭之间的振动问题而发展起来,整星隔振是在运载火箭和航天器之间采用隔振装置替代目前普遍应用的刚性适配器,隔离火箭传递到卫星上的振动载荷,改善卫星的动力学环境。本文根据整星隔振技术原理,在不改变卫星和火箭原有结构的条件下,研究一种被动隔振器,放置于卫星有效载荷适配器和火箭之间来实现隔振。利用三维造型软件对隔振器进行建模,建立整星隔振动力学方程。在有限元分析软件中进行模态分析,通过软件之间的接口,在软件之间进行数据交换,在MSC.ADAMS中进行刚柔混合建模,建立整星隔振的虚拟样机模型,并对样机进行设计研究和设计评价,在振动模块中进行仿真,得出相应于输入激励的输出响应曲线。本文在对样机进行参数优化后,进行隔振器的加工实验,测试振动装置底端到顶端的振动传递率,利用Levy法在MATLAB中编程对实验曲线进行拟合处理,将理论结果与实验结果进行对比。实验结果表明,采用这种被动隔振器可以有效降低作用于卫星上的振动载荷。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源背景及目的意义
• 1.2 整星隔振技术国内外研究现状
• 1.2.1 国外整星隔振技术的发展现状
• 1.2.2 国内整星隔振技术研究现状
• 1.3 隔振技术概况
• 1.4 本文的主要研究工作
• 第2章 整星隔振器模型的建立
• 2.1 整星隔振技术原理
• 2.2 隔振器三维实体模型的建立
• 2.3 整星隔振动力学方程的建立
• 2.4 本章小结
• 第3章 整星隔振器的有限元分析
• 3.1 模态分析
• 3.1.1 内支撑环的模态分析
• 3.1.2 外支撑环的模态分析
• 3.2 隔振器模型的谐响应分析
• 3.2.1 内支撑环的谐响应分析
• 3.2.2 外支撑环的谐响应分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 整星隔振的ADAMS仿真分析
• 4.1 隔振平台刚柔混合建模
• 4.1.1 隔振器模型的导入
• 4.1.2 隔振部件的柔性化处理
• 4.2 虚拟样机的振动分析
• 4.2.1 定义输入通道和输出通道
• 4.2.2 振动模型的仿真计算
• 4.3 模型的优化计算与参数化分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 整星隔振平台的实验
• 5.1 实验设备
• 5.2 振动传递率分析
• 5.3 实验模态参数的识别
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢